Difrakcijski optični element je vrsta optičnega elementa z visoko difrakcijsko učinkovitostjo, ki temelji na teoriji difrakcije svetlobnih valov in uporablja računalniško podprto načrtovanje in postopek izdelave polprevodniških čipov za jedkanje stopničaste ali neprekinjene reliefne strukture na substrat (ali površino tradicionalne optične naprave). Difrakcijski optični elementi so tanki, lahki, majhni, z visoko difrakcijsko učinkovitostjo, več stopnjami svobode oblikovanja, dobro toplotno stabilnostjo in edinstvenimi disperzijskimi lastnostmi. So pomembne komponente mnogih optičnih instrumentov. Ker difrakcija vedno vodi do omejitve visoke ločljivosti optičnega sistema, se je tradicionalna optika vedno poskušala izogniti negativnim učinkom, ki jih povzroča difrakcijski učinek, vse do šestdesetih let prejšnjega stoletja. Z izumom in uspešno izdelavo analogne holografije in računalniškega holograma ter faznega diagrama je prišlo do velike spremembe v konceptu. V sedemdesetih letih prejšnjega stoletja je bilo kljub vse bolj dovršeni tehnologiji računalniškega holograma in faznega diagrama še vedno težko izdelati elemente s hiperfino strukturo z visoko difrakcijsko učinkovitostjo v vidnem in bližnjem infrardečem valovnem območju, kar je omejilo praktično območje uporabe difrakcijskih optičnih elementov. V osemdesetih letih prejšnjega stoletja je raziskovalna skupina pod vodstvom W. B. Veldkampa iz laboratorija MIT Lincoln v Združenih državah Amerike prvič uvedla litografsko tehnologijo VLSI v proizvodnjo difrakcijskih optičnih komponent in predlagala koncept "binarne optike". Po tem se pojavljajo različne nove metode obdelave, vključno s proizvodnjo visokokakovostnih in večnamenskih difrakcijskih optičnih komponent. To je močno spodbudilo razvoj difrakcijskih optičnih elementov.
Difrakcijska učinkovitost difrakcijskega optičnega elementa
Difrakcijska učinkovitost je eden od pomembnih kazalnikov za oceno difrakcijskih optičnih elementov in mešanih difrakcijskih optičnih sistemov z difrakcijskimi optičnimi elementi. Ko svetloba prehaja skozi difrakcijski optični element, se ustvari več difrakcijskih redov. Na splošno se pozornost namenja le svetlobi glavnega difrakcijskega reda. Svetloba drugih difrakcijskih redov bo na slikovni ravnini glavnega difrakcijskega reda tvorila razpršeno svetlobo in zmanjšala kontrast slikovne ravnine. Zato difrakcijska učinkovitost difrakcijskega optičnega elementa neposredno vpliva na kakovost slikanja difrakcijskega optičnega elementa.
Razvoj difrakcijskih optičnih elementov
Zaradi difrakcijskega optičnega elementa in njegove fleksibilne kontrolne valovne fronte se optični sistem in naprava razvijata v svetlobo, miniaturizacijo in integracijo. Do devetdesetih let prejšnjega stoletja je bila študija difrakcijskih optičnih elementov v ospredju optičnega področja. Te komponente se lahko široko uporabljajo pri korekciji laserske valovne fronte, oblikovanju profila žarka, generatorju žarkovnih nizov, optični medsebojni povezavi, optičnem vzporednem izračunu, satelitski optični komunikaciji in tako naprej.
Čas objave: 25. maj 2023